DE1197496B

DE1197496B - Umschalteinrichtung fuer elektrische Drei-spannungsheizung von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE1197496B
Application number: DESCH31746A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lerch
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 1962-07-14
Filing date: 1962-07-14
Publication date: 1965-07-29

Description

Umschalteinrichtung für elektrische Dreispannungsheizung von Schienenfahrzeugen Es ist bereits bekannt, die Heizköper auf Schienenfahrzeugen unmittelbar aus der Betriebsspannung zu speisen und sie entsprechend der unterschiedlichen Betriebsspannungen in den Staaten durch besondere Umschaltmittel so zu gruppieren, daß in jedem Fall die Klemmspannung an den Heizkörpern die gleiche ist. Zu diesem Zweck werden die Heizkörper in Heizgruppen derart angeordnet, daß ihre Widerstandsverhältnisse 2:1:1:2 betragen. In den bisher bekannten Ausführungsformen wurden die so entstehenden fünf Punkte der Reihenschaltung mit Hilfe von mindestens vier Einzelschaltern so gruppiert, daß die Heizkörper entweder in Reihe oder im Verhältnis 3 :3 bzw. 2:2: 2 zueinander parallel geschaltet werden. Dies bedingt einen verhältnismäßig großen Aufwand an Raum für die Schalter, besonders dann, wenn die Umgruppierung unter Last vorgenommen wurde. Für jeden Stromkreis wurden dabei etwa 3,16 dm3 allein für die Schalter benötigt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Umschalteinrichtung für elektrische Dreispannungsheizung von Schienenfahrzeugen, bei der sich die drei Heizbetriebsspannungen * zueinander verhalten wie 2: 3 : 6. Die Umschalteinrichtung nach der Erfindung unterscheidet sich von der bisher bekannten dadurch, daß je Heizstromkreis drei Schalter vorgesehen sind, die je drei Schaltstellungen einzunehmen vermögen, daß jeder Schalter in der einen Stellung geöffnet ist und in jeder der beiden anderen Stellungen einen Punkt der Schaltung mit einem von zwei anderen Punkten der Schaltung verbindet, daß je Heizstromkreis vier miteinander in Reihe geschaltete Heizwiderstände der Werte 2 w, w, w und 2 w vorgesehen sind, die mit Hilfe der drei Schalter für drei Betriebsspannungen - z. B. 1000, 1500 und 3000 Volt - in an sich bekannter Weise entweder in Reihenschaltung oder in Reihenparallelschaltung ((2 w -;- w) // (2 w -I- w)] oder in Parallelschaltung (2 iv // 2 iv !/ 2 iv) betrieben werden, und daß Schaltgeräte vorgesehen sind, die in an sich bekannter Weise während der Umgruppierung der Heizwiderstände die Heizstromkreise von der Betriebsspannung trennen.
In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Umschalteinrichtung mit vier Stromkreisen dargestellt. Die Betriebsspannung wird aus dem Netz 1 über eine Hauptsicherung und einen Hauptschalter oder Hauptschütz 2 an die einzelnen Stromkreise über Stromkreissicherungen 3 und Heizschütze 4 herangeführt. Die drei Schalter sind in dem ersten Stromkreis mit 5, 6 und 7 bezeichnet. Dabei sind die Schalter 6 und 7 offen, und die in Reihe liegenden Heizwiderstände sind mit Schalter 5 unmittelbar an die Betriebsspannung gelegt. Diese Gruppierung, die zugleich die Grundstellung der Umschalteinrichtung ist, gilt für eine Betriebsspannung von beispielsweise 3000 Volt. Wie in F i g. 2 dargestellt, verbleibt beim übergang auf 1000 Volt der Schalter 5 in der in F i g.1 dargestellten Stellung, während die Schalter 6 und 7 die Heizkörper so gruppieren, daß sie im Verhältnis 2: 2: 2 parallel geschaltet sind. Bei einer Betriebsspannung von 1500 Volt nehmen die Schalter 5, 6 und 7 die in F i g. 3 dargestellten Stellungen ein.
Eine wesentliche Verbesserung der Umschalteinrichtung ergibt sich gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die Schalter durch einen Motor geschaltet werden, der seinerseits von einer die Höhe der Betriebsspannung berücksichtigenden Steuerung betätigt wird. Durch das bisher übliche Umschalten mit Hilfe von durch die Betriebsspannung gesteuerten Schaltmagneten wurde ein erheblicher Raumaufwand nötig. Der zur Umgruppierung erforderliche Motor benötigt nur einen Bruchteil des bisher verwendeten Raumes. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Motor aus einer von der Betriebsspannung unabhängigen Quelle gespeist wird. Diese Stromquellen haben gewöhnlich eine Spannung zwischen 16 und 30 Volt. Darüber hinaus kann auch noch die die Höhe der Betriebsspannung berücksichtigende Steuerung aus einer solchen Stromquelle gespeist werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schalter über eine Nockenwelle und einen Stößel betätigt und als Schubschalter ausgebildet, deren mittlere Stellung die »Aus«-Stellung ist. In F i g. 4 ist ein solcher Schubschalter dargestellt. Durch die Schaltkammer 8 wird ein Stößel 9 geführt, der über eine Feder 10 die Kontaktbrücke 11 betätigt. Diese Kontaktbrücke 11 kann drei Stellungen einnehmen. In der dargestellten Stellung ist der Festkontakt 12 über die Schaltbrücke mit dem Festkontakt 14 verbunden. In der oberen Stellung wäre der mit 12 auf gleichem Potential liegende Kontakt 13 mit dem Festkontakt 15 verbunden. Außerden vermag die Schaltbrücke noch eine dazwischenliegende mittlere Stellung einzunehmen, bei der der Schalter geöffnet ist. Je Stromkreis werden drei der in F i g. 4 dargestellten Kammern benötigt. Diese nehmen zusammen etwa 0,97 dms ein, und es ist ersichtlich, daß damit gegenüber dem oben angegebenen Raumbedarf der herkömmlichen Anordnungen eine erhebliche Raumersparnis verbunden ist.
Des weiteren ist es von besonderem Vorteil, noch Mittel vorzusehen, die bei Ausfall der Betriebsspannung die Heizwiderstände in der für die höchste Betriebsspannung vorgesehenen Form gruppieren.
Vergleicht man die F i g. 1, 2 und 3 mit der F i g. 4, so ergibt sich für die verschiedenen Spannungen eine Stellung der Kontaktbrücken nach folgendem Schema:

Schalter 5 1 Schalter 6 1 Schalter 7

3000 Volt ... oben mitte mitte

1500 Volt ... unten unten unten

1000 Volt ... oben oben oben

Claims

Patentansprüche: 1. Umschalteinrichtung für die elektrische Dreispannungsheizung von Schienenfahrzeugen, bei der sich die drei Heizbetriebsspannungen zueinander verhalten wie 2:3:6, dadurch gekennzeichnet, daß je Heizstromkreis drei Schalter vorgesehen sind, die je drei Schaltstellungen einzunehmen vermögen, daß jeder Schalter in der einen Stellung geöffnet ist und in jeder der beiden anderen Stellungen einen Punkt der Schaltung mit einem von zwei anderen Punkten der Schaltung verbindet, daß je Heizstromkreis vier miteinander in Reihe geschaltete Heizwiderstände der Werte 2 w, w, w und 2 w vorgesehen sind, die mit Hilfe der drei Schalter für drei Betriebsspannungen - z. B. 1000, 1500 und 3000 Volt - in an sich bekannter Weise entweder in Reihenschaltung oder in Reihenparallelschaltung [(2 w -I- w) // (2 w -f- w)] oder in Parallelschaltung (2w//2w//2w) betrieben werden, und daß Schaltgeräte vorgesehen sind, die in an sich bekannter Weise während der Umgruppierung der Heizwiderstände die Heizstromkreise von der Betriebsspannung trennen.
2. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter durch einen Motor geschaltet werden, der seinerseits von einer die Höhe der Betriebsspannung berücksichtigenden Steuerung betätigt wird.
3. Umschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor und/oder die Steuerung aus einer von der Betriebsspannung unabhängigen Stromquelle gespeist werden.
4. Umschalteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter über eine Nockenwelle und einen Stößel betätigt werden und als Schubschalter ausgebildet sind, deren mittlere Stellung der »Aus«-Stellung entspricht.
5. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Ausfall der Betriebsspannung die Heizwiderstände in der für die höchste Betriebsspannung vorgesehenen Form gruppieren. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 620 921, 711806; Zeitschrift Elektrische Bahnen, 27 (1956), S.7 und 11.